전자는 정체가 뭐야? 왜 전자 구름으로 표기해요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전자라는 것은 작은 공처럼 정해진 위치에 가만히 있는 물체라기 보다는 일종의 전하와 질량을 가진 양자적 존재라고 볼 수 있습니다. 말씀하신 것 처럼 전자구름이라는 것은 전자가 뿌옇게 퍼져 있단느 뜻이 아니고, 어느 위치에서 발견될 가능성이 높은지를 공간에 표시하는 그림으로 이해하시면 됩니다. 양자역학에서는 전자의 상태를 파동함수로써 표현합니다.위치가 확정되어야 존재하는 것이 아니냐고 느낄 수 있겠지만, 미시세계에서는 측정하기 전까지 하나의 정확한 점이라기보다는 가능한 상태들의 분포로 존재하고, 전자 위치를 아주 정확하게 알려고 한다면 운동량 정보가 흐려질 수 있고, 운동량을 정확히 알고자 하면 위치 정보가 흐려지는 그런 한계점이 존재합니다.따라서 원자 속 전자는 행성처럼 핵 주위를 돌고 있는 그런 것이 아닌 특정 에너지 상태에서 존재 가능한 영역을 확률적으로 차지한다고 표현하는 것입니다.
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태양광 발전은 어떤 원리로 되는건가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.태양광 발전은 태양빛이 패널 안의 반도체에 닿으면 전자가 움직이면서 그 흐름으로 전기가 되는 원리입니다. 패널에서 만들어지는 전기는 직류기 때문에 가정에서 쓰는 교류 전기로 바꾸기 위해서는 인버터라는 장치가 필요합니다.가정용으로 설치하려면 태양광 패널, 인버터, 여러 구조물, 배선, 차단기 등등의 장비들이 기본적으로 들어가게 되는데, 남는 전기를 만약 저장하고 싶다면 배터리와 충전 제어 장치도 필요할 꺼에요. 그러나 비용이 너무 비싸지니 보통은 전력망 연계형으로 많이 활용됩니다.안전상으로는 누전과 과전류, 접지, 낙뢰, 패널 고정 상태 등을 꼼꼼히 봐야합니다. 그리고 방수도 상당히 중요합니다. 그리고 태양광 발전이니까 그늘이 지면 안 좋습니다. 그렇기 때문에 설치되는 각도와 위치 등을 잘 고려해야 합니다. 직접 설치보다는 전기공사업체에 상담해보시고 결정하시길 권장드립니다.감사합니다.
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아이폰 8핀 정품 충전기 꼭 써야하나요??
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.아이폰 7이면 꼭 애플 정품 케이블만 써야 하는 것은 아닐 수 있지만, 최소한은 MFi 인증을 받은 8핀 케이블을 쓰시는 것이 좋습니다. 정품이나 인증 케이블의 경우 충전 전압과 데이터 인식이 안정적이면서도 단자의 품질도 우수하여 비교적 안전합니다. 정품, 정품 하는데는 이유가 있는 것입니다.반대로 너무 저렴한 인증 받지 않은 케이블을 사용하면 충전이 끊긴다거나, 발열이 심하게 날 수도 있습니다. 또한 인식 오류가 발생될 수 있어 배터리에도 부담이고 단자에도 부담이 될 수 있습니다.배터리가 부풀었었던 이력이 있었다면 더욱이 정품을 쓰셔야하고, 충전 어댑터 또한 믿을만한 될 수 있으면 정품을 사용하시는 것을 추천드립니다. 고속 충전보다는 안정적인 충전기 쪽을 쓰는 것이 좋아요. 정품이 가장 속 편하고, 정품이 아니어도 MFi 인증된 제품이라면 그나마 나을 것으로 생각됩니다.
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기판에서 인터포저와 PCB의 역할이 각각 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 박재화 박사입니다.PCB는 전자제품 전체에서 부품들을 올리고 전기 신호와 전원을 이어주는 어찌보면 큰 도로와 같은 역할? 정도로 볼 수 있습니다. 스마트폰부터 서버, 그래픽카드, 메인보드처럼 여러 칩과 부품을 연결하는 기본 기판이라고 보면 되겠습니다. 반면 말씀하신 인터포저는 칩과 칩 사이 또는 칩과 패키지 기판 사이를 아주 촘촘하게 이어주는 중간 연결층입니다. 요즘처럼 AI 반도체가 중요해지는 시점에서 AI 반도체처럼 GPU와 HBM을 가까이 붙여 빠르게 데이터를 주고받아야 할 때 인터포저가 중요해 지는 것입니다.기판 숏티지에서 중요한 이유도 칩 성능이 좋아짐에 따라서 전원 공급과 신호 손실, 열, 미세 배선에 대한 요구가 훨씬 더 까다로워지기 때문에 그렇습니다.
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여러분이 생각하는 아름다운 수열이 무엇이고 그 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.주식이나 코인 차트를 자주 보다보면 피보나치와 관련된 내용들이 상당히 많습니다. 잘 활용했었던 기억이 있네요.피보나치 수열 말고는 콜라츠 수열이 질문자님이 말씀하신 것 처럼 아름답게 느껴지는 부분이 있습니다. 규칙도 아주 단순해서 짝수면 2로 나누고, 홀수면 3을 곱한뒤 1을 더하는 방식입니다. 이해가 쉬운 규칙인데, 모든 수가 정말 그렇게 되는지는 아직 증명되지 않았다고...단순한 규칙 안에서 예측하기 어려운 움직임이 숨어 있는 점이 참 매력적인 것 같습니다. 콜라츠 수열은 마치 숫자가 집나갔다가 결국 집으로 다시 돌아오는 여정 같다고 할까요? 그렇기 때문에 재미있는 것 같습니다.
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극한 환경용 신소재 개발이 우주 산업과 심해 탐사 기술에 미치는 영향은?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.극한 환경용 신소재는 우주선이나 심해 장비가 더 오래 버티고, 더 멀리 탐사할 수 있게 해주는 핵심적인 기반이 될 수 있습니다.우주에서는 온갖 극한의 조건들이 다 있습니다. 극저온, 고온, 방사선, 그리고 진공 상태를 견뎌야 하기 때문에 가벼우면서도 강한 합금이나 세라믹, 복합소재 등 다양한 소재들이 중요하게 활용이 됩니다. 심해에서는 어떤가요. 엄청난 수압과 바닷물의 환경으로 인한 부식, 낮은 온도를 견뎌야 하는 알맞은 소재들이 필요로 합니다.이런 소재가 좋아지면 장비를 더 가볍게 만들면서도 파손 위험을 줄일 수 있고, 탐사 시간 또한 늘릴 수 있습니다. 결국 신소재는 탐사 장비의 외피 뿐만 아니랑 우주와 심해 산업의 안정성부터 수명, 비용까지 결정하는 중요한 기술이라고 볼 수 있습니다.
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공학 동아리 탐구.실험 주제 추천해주세요
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.현재 고등학교 1학년이시고 컴공과 물리학과를 고민 중이시라면 아두이노와 간단한 게임 제작을 섞어 놓은 주제가 좋지 않나 생각합니다.예를 들면 초음파 센서로 장애물 감지 자동차를 만든다거나, 조도 센서로 자동 조명 만들기 등의 주제 같은 것이요. 여기서 혹시 컴공 쪽 느낌을 내고 싶다면 파이썬 같은 것을 활용해도 좋고, 물리 쪽이라면 가속도 센서를 이용해서 진동이나 충격을 측정하는 기능을 넣어 주면 좋을 것 같습니다.처음부터 너무 거창하게 목표를 설정하기 보다는 센서 하나나 출력 장치 하나 등 하나씩 하나씩 해나가면 좋은 결과가 있을 것 같습니다.
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AI가 전력을 엄청나게 먹는다고 하던데요
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.말씀하신데로 AI는 전력 먹는 하마입니다. AI는 학습과 추론하는 과정에서 GPU 같은 고성능 칩들이 많이 쓰입니다. 이 때문에 전력 소모가 상당히 큰 편입니다.따라서 앞으로는 더 작은 모델, 전용 AI 반도체, 온디바이스 AI처럼 전기를 덜 쓰는 방향으로 기술이 발전할 가능성이 큽니다. 스마트폰 안에서 바로 돌아가는 AI나 필요한 계산들만 골라서 하는 방식 또한 전력 부담을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 다만 AI가 저전력으로 발전한다 할지라도 사용량 자체가 계속 증가할 것이기 때문에, 전체 전력 수요로 본다면 계속해서 커질 것으로 생각됩니다. 그래서 앞으로 저전력 AI 기술만 가지고 될 것은 아니고, 전력망 확충과 재생에너지, 데이터센터 냉각과 같은 기술들이 함께 접목되어 해결되어야 할 것입니다.
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자기부상열차 기술이 미래 도시 교통 인프라와 에너지 효율 구조를 어떻게 변화시킬 수 있을까요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.자기부상열차는 바퀴와 레일의 마찰을 줄이거나 없애기 때문에 고속으로 이동함에 있어서 소음과 진동을 줄일 수 있는 큰 장점을 가집니다.대도시에서는 공항과 신도시, 중심 업무지구처럼 빠른 이동이 필요한 구간을 연결할 수 있는 일종의 프리미엄 교통망으로 활용될 수 있을 것으로 생각됩니다. 장거리 관점에서는 비행기보다 도심으로 접근할 수 있는 접근성이 뛰어나고, 기존 철도보다도 훨씬 빠른 이동수단이 될 가능성이 있습니다.말씀하신 물류 시스템에서는 컨테이너나 고부가 화물들을 빠르고 일정하게 운송하는 데 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 생각됩니다. 물론 선로와 전력 설비를 새로 깔고 초기 투자비가 매우 큽니다. 기존 철도망을 바로 섞어 쓰기 어렵기 때문입니다. 에너지 효율은 속도 구간과 운행 방식에 따라서 달라지겠지만, 종합적으로 보면 마찰 손실도 적고 전기로 움직인다는 점에서 친환경 교통으로 발전이 가능하지 않을까 기대해봅니다.
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자동차 헤드라이트 복원에 사용하는 부틸은 어디서 구매하나요
안녕하세요. 박재화 박사입니다.헤드라이트 커버 재조립용은 일반 시릴콘보다는 헤드라이트용 부틸 실란트, 부틸 로프 테이프를 찾는게 맞는 것 같습니다. 중국산을 싫어하신다면 국내 오픈마켓보다는 해외 브랜드 제품을 이베이나 해외 자동차 튜닝몰에서 직구하는 것도 하나의 방법이 될 수 있을 것 같습니다. 국내 5대 마켓 쿠팡이나 G마켓, 옥션, 11번가, 네이버 등에서 헤드라이트 부틸 실란트로 검색하시면 대부분 해외발송이나 중국 OEM일 가능성이 높고, 자동차 유리용 3M 부틸테이프도 대체로 쓰는 분들이 있긴 한데, 헤드라이트 홈에 맞는 두께와 열에 다시 물러지는 성질이 맞는지 확인이 필요합니다.
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